JP6552233B2 - sewing machine - Google Patents
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Description
本発明は、刺繍用のミシンに関する。 The present invention relates to a sewing machine for embroidery.
ミシンは布地を押さえ足で押えながら縫製する。第1に、押さえ足は、布から針を引き抜くときに該針に追従した布の浮き上がりを抑制する。第2に、押さえ足は、送り歯とともに布を挟持し、円滑に布送りする。これら機能を有効に発揮させるには、布の厚みや柔軟性に基づき、押さえ足が布に与える押圧力を適切に管理する必要がある。 The sewing machine sews while pressing the fabric with the foot. First, the presser foot suppresses the lifting of the cloth following the needle when the needle is pulled out of the cloth. Second, the presser foot holds the cloth together with the feed dog and feeds the cloth smoothly. In order to exert these functions effectively, it is necessary to appropriately control the pressing force exerted by the press foot on the cloth based on the thickness and flexibility of the cloth.
ミシンは上糸と下糸を交絡して縫い目を形成する。縫い目がきつければ、ジャージやニット生地のような伸縮性の高い生地は布縮みが発生し、縫い目が弱ければ、糸がほぐれ易くなる。従って、布地の厚みや伸縮性に基づき、糸の張力(糸調子)等を管理する必要がある。 The sewing machine entangles the upper thread and the lower thread to form a seam. If the seams become tight, highly elastic fabrics such as jerseys and knit fabrics will shrink, and if the seams are weak, the yarns will tend to loosen. Therefore, it is necessary to manage the tension (yarn tension) etc. of the yarn based on the thickness and stretchability of the fabric.
布に刺繍を施すためには、送り歯ではなく、刺繍枠に布を保持させて、枠駆動装置にて布を縦横に水平移動させる。そのため、ミシンを刺繍用途で使用する際は、刺繍縫製動作前に押さえ足を布表面から所定距離浮かせておき、刺繍縫製動作を開始させている(例えば特許文献1参照)。刺繍において押さえ足の機能を有効に発揮させるには、布の厚みに基づき、押さえ足と布との位置関係を適切に管理する必要がある。 In order to embroider the cloth, the cloth is held by the embroidery frame instead of the feed dog, and the cloth is horizontally and horizontally moved by the frame driving device. For this reason, when the sewing machine is used for embroidery, the presser foot is lifted from the cloth surface by a predetermined distance before the embroidery sewing operation to start the embroidery sewing operation (see, for example, Patent Document 1). In order to effectively exhibit the function of the presser foot in embroidery, it is necessary to appropriately manage the positional relationship between the presser foot and the fabric based on the thickness of the fabric.
また、キルトの様な伸縮性の高い布地に対して刺繍する場合には、押さえ足の布地に対する設定距離よりも実際の押さえ足の高さが低くなってしまい縫い不良が発生する虞がある。そのため、伸縮性の高い布地に対しては、布の厚みと伸縮量に基づき、押さえ足と布との位置関係を適切に管理する必要がある。 When embroidering on a highly elastic fabric such as a quilt, the actual height of the presser foot may be lower than the set distance of the presser foot to the fabric, which may cause sewing defects. Therefore, for a highly stretchable fabric, it is necessary to appropriately manage the positional relationship between the presser foot and the fabric based on the thickness and the amount of stretch of the fabric.
このように、従来は、特許文献1の発明のように、布厚みを検知し、布厚みに応じた縫製条件を設定していた。布地の厚みは、押さえ足を布地に降ろし、押さえ足が布地の反発力に抗しきれずに停止すると、その時点での押さえ足の高さを布厚みとみなしていた。
Thus, conventionally, like the invention of
しかしながら、布地は当然ながら伸縮性を有する。押さえ足の停止高さを布厚みとすると、押さえ足で圧縮された布地の厚さを検知することになり、無負荷時の布厚みを検知できない。また、布の伸縮性は、布種に応じてまちまちである。すなわち、押さえ足による布の圧縮量は布種に応じて異なり、圧縮された後の厚みに基づいて、無負荷時の布厚みを設定することはできない。 However, the fabric naturally has elasticity. If the stop height of the presser foot is the thickness of the cloth, the thickness of the cloth compressed by the presser foot is detected, and the thickness of the cloth at no load can not be detected. Also, the stretchability of the cloth varies depending on the cloth type. That is, the amount of compression of the cloth by the presser foot differs depending on the type of cloth, and the thickness of the cloth at no load can not be set based on the thickness after compression.
そのため、従来の布厚検知方法によれば、無負荷時の布厚みに応じて縫製条件を設定することができず、縫製品質及び刺繍品質を高めているとはいえなかった。それどころか、無負荷時の布厚みと従来の布厚検知による布厚みとは実際との乖離が大きい場合、設定した縫製条件がむしろ縫製品質及び刺繍品質の低下をまねきかねなかった。 Therefore, according to the conventional cloth thickness detection method, the sewing conditions can not be set according to the cloth thickness at no load, and it can not be said that the sewing quality and the embroidery quality are enhanced. On the contrary, when the difference between the actual thickness of the non-loaded cloth thickness and the conventional cloth thickness detection is large, the set sewing conditions may lead to a decrease in sewing quality and embroidery quality.
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたもので、布の無負荷時の厚みや伸縮性を検知でき、これら厚み及び伸縮性に基づく縫製条件の設定によって縫製品質及び刺繍品質を高めることのできるミシンを提供することを目的とする。 The present invention has been proposed to solve the problems of the prior art as described above, and can detect the thickness and stretchability at no load of the cloth, and by setting the sewing conditions based on these thickness and stretchability. An object of the present invention is to provide a sewing machine capable of enhancing sewing quality and embroidery quality.
上記の目的を達成するために、本発明に係るミシンは、ミシン機枠に上下動可能に支持された押さえ棒の下端に装着され、縫製する布地を押える押さえ足と、前記押さえ足を布地に対して昇降可能にする押さえ上げレバーと、前記押さえ上げレバーを一定下降量で降下させて前記布地を圧縮させるアクチュエータと、前記アクチュエータと前記押さえ足との間に介在し、前記押さえ上げレバーの一定下降量の下降によって縮み、前記布地の反発力を相殺する付勢力を前記押さえ足に付与するバネ体と、前記押さえ足の下降量を検出するエンコーダと、前記押さえ足が前記布地を圧縮しながら尚も下降する過程の2つのタイミングにおける、前記エンコーダが検出する前記下降量に基づき、前記布地の厚さを演算する演算部と、を備え、前記演算部は、前記押さえ上げレバーの前記一定下降量と前記押さえ足の前記下降量とに基づく前記バネ体の収縮量から、前記反発力に等しい前記付勢力を算出し、算出された前記付勢力がゼロとなるタイミングでの前記押さえ足の高さを算出し、算出された前記押さえ足の高さを前記布地の厚さとし、前記押さえ足の初期高さDo、前記バネ体のバネ定数をks、2つのタイミングt1、t2における前記押さえ足の下降量dc(t1)、dc(t2)、及び2つのタイミングt1、t2における前記押さえ上げレバーの振り下げ量do(t1)、do(t2)とに基づき、以下式からAとLoを未知数とする2式の連立方程式を生成して解き、前記布地の厚みLoを求めること、を特徴とする。
(Do−dc(t))=A×[ks×(do(t)−dc(t))]+Lo
In order to achieve the above object, a sewing machine according to the present invention is provided with a presser foot mounted on the lower end of a presser bar supported so as to be vertically movable on a machine frame and pressing the presser foot as fabric. A press-up lever which can be moved up and down, an actuator which lowers the press-up lever by a predetermined amount to compress the cloth, and the actuator and the press-down foot are interposed between the press-up lever The spring body applies an urging force to the presser foot, which is compressed by the descent of the descent amount and offsets the repulsive force of the fabric, the encoder which detects the descent amount of the presser foot, and the presser foot compresses the fabric. still at two timings in the process of descending, based on the lowering amount of the encoder detects, e Bei and a calculator for calculating the thickness of the fabric, it said Starring The portion calculates the biasing force equal to the repulsive force from the amount of contraction of the spring body based on the predetermined amount of descent of the pressing lever and the amount of descent of the pressing foot, and the calculated biasing force is The height of the presser foot at the timing when it becomes zero is calculated, and the height of the presser foot calculated is taken as the thickness of the fabric, and the initial height Do of the presser foot and the spring constant of the spring are ks, The descent amounts dc (t1) and dc (t2) of the presser foot at two timings t1 and t2 and the swinging amounts do (t1) and do (t2) of the presser lever at two timings t1 and t2 Based on the following equation, two simultaneous equations having A and Lo as unknowns are generated and solved to obtain the thickness Lo of the fabric .
(Do−dc (t)) = A × [ks × (do (t) −dc (t))] + Lo
前記演算部は、前記布地の厚みと前記押さえ足の高さから所定タイミングの前記布地の縮みを算出し、前記バネ体の前記付勢力と前記布地の縮みから前記布地の伸縮性を算出するようにしてもよい。 The calculation unit calculates the shrinkage of the fabric at a predetermined timing from the thickness of the fabric and the height of the presser foot, and calculates the stretchability of the fabric from the biasing force of the spring body and the shrinkage of the fabric. You may
前記布地の厚さと伸縮性の少なくとも一方に基づき、縫製条件を変更する制御部を備えるようにしてもよい。 A control unit may be provided to change sewing conditions based on at least one of the thickness and stretchability of the fabric.
本発明によれば、布の無負荷時の厚みや伸縮性を検知できる。そのため、適切な縫製条件が設定でき、縫製品質及び刺繍品質を高めることができる。 According to the present invention, the thickness and stretchability of the cloth at no load can be detected. Therefore, appropriate sewing conditions can be set, and the quality of the sewing product and the quality of the embroidery can be improved.
(ミシンの全体構成)
図1に示すように、ミシン1は、針板2に載置された布100を押さえ足8で押さえながら、針3を落とし、上糸200と下糸300とを交絡させて縫い目を形成する家庭用、職業用又は工業用の装置である。このミシン1は、針棒4と釜5を有する。針棒4は、針板2に対して垂直に延び、垂直方向に上下動可能に取り付けられる。この針棒4は、針板2側の先端で、上糸200を保持する針3を支持している。釜5は、一平面が開口した内部中空のドラム形状を有し、針板2に対して水平又は垂直に取り付けられ、円周方向に回転可能となっている。本実施形態では、釜5は水平に取り付けられる。この釜5は、下糸300を巻いたボビンを内部に収容する。
(Overall configuration of sewing machine)
As shown in FIG. 1, the
このミシン1において、針棒4の上下動によって、針3が上糸200を伴って布100を貫通し、針3の上昇時に布100と上糸200との摩擦に起因した上糸ループが形成される。そして、回転する釜5によって上糸ループが捕捉され、下糸300を繰り出したボビンが釜5の回転に伴って上糸ループをくぐることによって、上糸200と下糸300とが交絡し、縫い目が形成される。
In the
針棒4と釜5は、共通のミシンモータ6を動力源として、各々の伝達機構を介して駆動する。針棒4には、水平に延びた上軸61がクランク機構62を介して連結されている。上軸61の回転をクランク機構62が直線運動に変換して針棒4に伝達することで、針棒4は上下動する。釜5には、水平に延びた下軸63が歯車機構64を介して連結されている。釜5が水平に設置されている場合、歯車機構64は、例えば軸角を90度とする円筒ウォームギアである。下軸63の回転を歯車機構64が90度変換して釜5に伝えることで、釜5は水平回転する。
The needle bar 4 and the
上軸61には、所定の歯数を有するプーリ65が設けられている。また、下軸63には、上軸61のプーリ65と同数の歯数を有するプーリ66が設けられている。両プーリ65,66は、歯付きベルト67によって連結されている。ミシンモータ6の回転に伴って上軸61が回転すると、プーリ65、66と歯付きベルト67を介して下軸63が回転する。これによって、針棒4と釜5は同期して作動する。
The
押さえ足8は、押さえ棒81の先端に取り付けられ、針板2に載置された布100を介して針板2に臨む。押さえ棒81は、針板2に向かって垂直に延び、棒軸方向に上下動可能にミシン機枠に備え付けられている。押さえ棒81が上下動することで、押さえ足8が布100に対して接離可能となっている。
The
(押さえ足詳細)
図2に示すように、押さえ棒81は、ミシン1に内蔵されたステッピングモータ82をアクチュエータとする。ステッピングモータ82は回転軸に駆動歯車83を有する。駆動歯車83には、二重歯車84が噛合している。二重歯車84は、大径歯車と小径歯車を同軸上に一体化して成る減速用の中間歯車であり、大径歯車が駆動歯車83と噛合する。
(Details of presser foot)
As shown in FIG. 2, the
小径歯車には、外周に沿って歯山が並ぶカムディスク85が噛合している。カムディスク85は、押さえ棒81の軸と平行な表面を有し、該表面には、半径方向に拡大する螺旋状のカム溝85aが穿設されている。カム溝85aは、カムディスク85の回転中心を螺旋中心とする。カム溝85aには、従動突起86aが嵌合している。
The small-diameter gear meshes with a
従動突起86aは、押え上げレバー86に突設されている。従動突起86aは、押さえ棒81のスライド可能方向と平行に遥動可能に規制されている。押え上げレバー86は、一端が回動可能に軸支され、軸点を基端に押さえ棒81に向けて該押さえ棒81と直交して延び、先端部で押さえ棒81と接続している。
The driven
ステッピングモータ82が駆動すると、駆動歯車83と二重歯車84を介してカムディスク85が回転する。カムディスク85の回転方向に応じて、従動突起86aが従動するカム溝85aがカムディスク85の半径方向に拡大し、またはカムディスク85の半径方向に縮小する。カム溝85aが半径方向に拡大すると、従動突起86aは、針板2側に向けて降り、従動突起86aが従動するカム溝85aが半径方向に縮小すると、従動突起86aは、針板2から離れるように上昇する。
When the stepping
従動突起86aが降りると、押え上げレバー86は基端を中心に押さえ棒81との連結点を振り下げ、押さえ棒81が押し下げられる。従動突起86aが上がると、押え上げレバー86は基端を中心に押さえ棒81との連結点を振り上げ、押さえ棒81が押し上げられる。
When the
押さえ棒81には、途中に棒半径方向に拡がるフランジ81aが形成されており、このフランジ81aを座面として圧縮バネ81bが嵌入している。押え上げレバー86の先端は、リング状となっており、押さえ棒81に嵌め込まれ、圧縮バネ81bを押圧している。圧縮バネ81bは、押さえ足8が浮動の状態では押え上げレバー86の降下力によっては縮小しない程度にバネ定数が高く設定されている。そのため、押さえ棒81は、圧縮バネ81bを介してフランジ81aで押え付けられ、押え上げレバー86により降下する。
A
また、押さえ棒81には、押え上げレバー86の先端直上に棒半径方向に拡がるフランジ81cが形成されている。押え上げレバー86が振り上げられると、その先端がフランジ81cを押し上げ、押さえ棒81は上昇する。
The
押さえ棒81の上昇及び下降の量は、エンコーダ87により検出可能となっている。エンコーダ87は、フォトインタラプタと長尺リニアスケール87cにより成る。フォトインタラプタは、発光ダイオード87aとフォトトランジスタ87bを対向させて位置不動で固定されている。長尺リニアスケール87cは、長手方向にスリットが並設され、発光ダイオード87aとフォトトランジスタ87bとの間に介入している。長尺リニアスケール87cは、押さえ棒81に固定された押さえ棒抱きに固定され、押さえ棒81の上下動方向と平行に延びている。
The amount of lifting and lowering of the
押さえ棒81が上昇又は下降すると、押さえ棒抱きによって長尺リニアスケール87cは連動して上昇又は下降する。エンコーダ87が発光ダイオード87aとフォトトランジスタ87bとの間を通過するスリット数をカウントすることで、押さえ棒81の上昇量と下降量が検出される。
When the
(布厚検知)
図3は、ミシン1の各構成を制御するコンピュータの機能構成を示すブロック図である。コンピュータ9は、ミシン1に内蔵され、CPU、メモリ、押さえ棒81の動力源であるステッピングモータ82とミシン1の他の構成の動力源であるミシンモータ6のモータドライバ、及び押さえ足8のエンコーダ87と接続されるインターフェースで構成される。このコンピュータ9は、制御部91と布厚演算部92を備える。
(Fabric thickness detection)
FIG. 3 is a block diagram showing a functional configuration of a computer that controls each configuration of the
制御部91は、ミシンモータ6にパルス信号を出力して、ミシン1の各構成を駆動させる。また、制御部91は、ステッピングモータ82に一定パルス間隔のパルス信号を出力して押え上げレバー86を定速で振り上げ又は振り下げる。これによって、制御部91は、押さえ足8を布100に対して昇降させる。
The
布厚演算部92は、押さえ足8を布厚検出センサとして用い、布100の無負荷時の厚みと伸縮性を演算する。図4は、布100に押さえ足8が接触する以前において、押さえ足8へ付与される力を示す模式図である。図5は、押さえ足8による布100の圧縮段階において、押さえ足8へ付与される力を示す模式図である。
The
図4に示すように、制御部91は、ステッピングモータ82を定速回転させている。押さえ上げレバー86は、ステッピングモータ82の回転量と同量の振り下げ量do(t)で振り下げられる。布100に押さえ足8が接触する以前は、押さえ足8には、この振り下げ量do(t)の全てが振り向けられ、押さえ足8は、ステッピングモータ82の回転量と同量の下降量do(t)で下降する。
As shown in FIG. 4, the
図5に示すように、押さえ足8が布100を押し込み始めると、布100から反発力Fcを受ける。圧縮バネ81bは、この反発力Fcを付勢力Fsで相殺するまで、押さえ上げレバー86により押し縮められる。このとき、押さえ上げレバー86は、ステッピングモータ82の回転量と同量の振り下げ量do(t)で振り下げられるが、この振り下げ量do(t)のうち、収縮量ds(t)が圧縮バネ81bの収縮に振り分けられ、押さえ足8は下降量dc(t)だけ押し下げられる。下降量dc(t)は、エンコーダ87によりスリット数として検出される。
As shown in FIG. 5, when the
図6は、押さえ足8の下降量dc(t)と、圧縮バネ81bの収縮量ds(t)を示す時系列グラフである。図6に示すように、布100に押さえ足8が接触する以前は、押さえ足8は一定速度で降下する。布100を押さえ足8が押し込み始め、なおも押さえ足8が下降を続けると、押さえ足8の下降に応じて布100の反発力Fcが強くなる。そのため、圧縮バネ81bは、反発力Fcを相殺するように縮み、徐々に収縮量ds(t)を増していく。一方、収縮量ds(t)に振り分けられた分、押さえ足8の下降量dc(t)は徐々に小さくなり、ついには停止する。各時間において、下降量dc(t)と収縮量ds(t)の和は、振り下げ量do(t)に等しい。
FIG. 6 is a time-series graph showing the descent amount dc (t) of the
図7は、押さえ足8の高さD(t)と反発力Fc(t)の関係を示すグラフである。図7に示すように、押さえ足8が布100に接触するまでは、反発力Fcはゼロである、押さえ足8が布100に接触してからは、押さえ足8の高さDが下がるほど、反発力Fc(t)が増していく。布100をバネと見立てると、押さえ足8の降下量に比例して反発力Fcは増す。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the height D (t) of the
以上を踏まえると、押さえ足8による布100への接触以降は、押さえ足8の高さD(t)と反発力Fc(t)の関係は以下式(1)で表される。Aは定数である。
D(t)=A×Fc(t)+Lo ・・・(1)
Based on the above, after the contact of the
D (t) = A × Fc (t) + L o (1)
上記式(1)において、Loは反発力Fcがゼロのときの押さえ足8の高さであり、すなわち無負荷時の布100の厚みである。そして、反発力Fcと圧縮バネ81bの付勢力Fsは常に釣り合うから、圧縮バネ81bのバネ定数をksとし、時間tの圧縮バネ81bの収縮量をds(t)とすると、上記式(1)は以下式(2)に変形できる。
D(t)=A×(ks×ds(t))+Lo ・・・(2)
In the above equation (1), Lo is the height of the
D (t) = A × (ks × ds (t)) + L o (2)
ここで、収縮量ds(t)は、振り下げ量do(t)から押さえ足8の降下量dc(t)を差分した結果である。また、押さえ足8の高さD(t)は、降下開始前の初期高さDoから押さえ足8の降下量dc(t)を差分した結果である。従って、上記式(2)は以下式(3)に書き換えることができる。
(Do−dc(t))=A×[ks×(do(t)−dc(t))]+Lo ・・・(3)
Here, the contraction amount ds (t) is the result of subtracting the descent amount dc (t) of the
(Do−dc (t)) = A × [ks × (do (t) −dc (t))] + L o (3)
初期高さDo及び振り下げ量do(t)は既知であり、押さえ足8の下降量dc(t)はエンコーダ87により検出可能であるから、圧縮バネ81bのバネ定数ksを予め計測しておくと、未知数はAとLoの2つである。従って、時間の異なる2つのタイミングt1、t2で、押さえ足8の下降量dc(t1)、dc(t2)を測定しておくことで、無負荷時の布100の厚みLoを導くことができる。
Since the initial height Do and the amount of swing down do (t) are known, and the amount of drop dc (t) of the
また、押さえ足8が布100に接地したタイミングをタイミングtpとし、布100のバネ定数をkcとして、押さえ足8の下降中は常に付勢力Fsと反発力Fcは釣り合うこと、及び縮み量ds(tp+t)が振り下げ量do(tp+t)から下降量dc(tp+t)の差分であることから、以下式(4)が成立する。以下式(4)において未知数はバネ定数kcのみであるから、バネ定数kcを求め、布100の伸縮性とすることができる。
ks×(do(tp+t)−dc(tp+t))=kc×(dc(tp+t)−dc(tp)) ・・・(4)
The timing at which the
ks × (do (tp + t) −dc (tp + t)) = kc × (dc (tp + t) −dc (tp)) (4)
布厚演算部92は、制御部91からステッピングモータ82へのパルス信号の情報を受けて、単位時間当たりの振り下げ量do(t)Δtを積分していき、タイミングt1における振り下げ量do(t1)とタイミングt2における振り下げ量do(t2)を計算する。
The cloth
また、布厚演算部92は、エンコーダ87からスリット数の入力を受けて、スリット数を積分し、タイミングt1における押さえ足8の下降量dc(t1)とタイミングt2における押さえ足8の下降量dc(t2)を計算する。
Further, the cloth
そして、布厚演算部92は、上記式(3)から連立方程式を生成して、その連立方程式を解き、布100の無負荷時における布厚Loを演算する。また、布厚Loより押さえ足8が布100に接地したときのスリット数から、タイミングtpの押さえ足8の下降量dc(tp)を計算し、上記式(4)から布100の伸縮性kcを演算する。
Then, the cloth
尚、布100に押さえ足8が接触する以前は単位時間当たりのスリット数が一定であり、布100の伸縮限界以降は単位時間当たりのスリット数がゼロである。従って、布厚演算部92は、スリット数を監視し、単位時間当たりのスリット数が変化したタイミング後にタイミングt1を設定し、単位時間当たりのスリット数がゼロとなる前にタイミングt2を設定することで、タイミングt1とタイミングt2を十分に異なったタイミングとして連立方程式を解くための各種パラメータを入手できる。
The number of slits per unit time is constant before the
(布厚検知に基づく制御)
制御部91は、ミシンモータ6にパルス信号を出力して、ミシン1の各構成を駆動させる。この制御部91は、布厚演算部92から布厚を示す情報を受けて、押さえ足8が無負荷時の高さの布100の表面に接地するように、ステッピングモータ82を駆動させる。または、この制御部91は、布厚演算部92から布厚と伸縮性を示す情報を受けて、押さえ足8が布100を所定圧力で押さえつけるように、ステッピングモータ82を駆動させる。または、この制御部91は、布厚演算部92から布厚を示す情報を受けて、押さえ足8が布100から所定距離だけ浮かされるように、ステッピングモータ82を駆動させる。
(Control based on cloth thickness detection)
The
更に、この制御部91は、布厚演算部92から布100の伸縮性を示す情報を受けて、上糸200の引き上げ若しくは調子、下糸300の引き下げ若しくは調子を調整し、又は縫製速度を調整し、布縮み等の不良が発生しない程度のきつさの縫い目を形成させる。
Further, the
更には、この制御部91は、布100の伸縮性及び厚みの情報を受けて、布100の布種を判定する。そして、制御部91は、布種を加味して、押さえ足8の押さえ圧、上糸200の引き上げ、上糸200の調子、下糸300の引き下げ、下糸300の調子、縫製速度等の縫製条件を可変する。この際、例えば、ミシン1は、布種を画像認識するCCDカメラを備え、制御部91は、画像処理による布100の布種判定を併用するようにすることができる。
Furthermore, the
(動作)
このような制御部91と布厚演算部92の動作を図8のフローチャートに示す。制御部91は、押さえ足8を降下させる(ステップS01)。押さえ足8の降下が発生すると、布厚演算部92は、パルス信号のパルス数の積分値から押さえ上げレバー86の振り下げ量do(t)を時系列順に記録していく。また、押さえ足8の降下が発生すると、布厚演算部92は、スリット数の積分値から押さえ足8の下降量dc(t)を時系列順に記録していく(ステップS02)。
(Operation)
The operations of the
布厚演算部92は、単位時間Δtあたりのスリット数を監視し、単位時間Δtあたりのスリット数が変化すると(ステップS03,Yes)、その変化のタイミングから単位時間Δt後のタイミングt1における押さえ足8の下降量dc(t1)と押さえ上げレバー86の振り下げ量do(t1)を算出する(ステップS04)。
The
また、布厚演算部92は、単位時間Δtあたりのスリット数がゼロになると(ステップS05,Yes)、その変化のタイミングから単位時間Δt前のタイミングt2における押さえ足8の下降量dc(t2)と押さえ上げレバー86の振り下げ量do(t2)を算出する(ステップS06)。
In addition, when the number of slits per unit time Δt becomes zero (Yes in step S05), the cloth
そして、布厚演算部92は、上記式(3)に下降量dc(t1)と振り下げ量do(t1)を代入して方程式を生成し(ステップS07)、上記式(3)に下降量dc(t2)と振り下げ量do(t2)を代入して方程式をもう1つ生成し(ステップS08)、連立方程式を解いて布100の無負荷時の布厚Loを算出する(ステップS09)。
Then, the
更に、布厚演算部92は、布厚kcまで押さえ足8が降りたタイミングtpにおける押さえ足8の下降量dc(tp)を算出する(ステップS10)。そして、下降量dc(tp)、振り下げ量dc(t1)及び下降量dc(t1)を上記式(4)に代入して方程式を解いて布100の伸縮性kcを求める(ステップS11)。
Furthermore, the cloth
(作用効果)
以上のように、このミシン1は、布100を押える押さえ足8を押さえ上げレバー86によって布100に対して昇降させ、布100を圧縮させる。押さえ上げレバー86は、ステッピングモータ82等のアクチュエータによって一定下降量で降下させる。アクチュエータと押さえ足8との間には、圧縮バネ81b等のバネ体を介在させる。バネ体は、押さえ上げレバー86の一定下降量のうちの一部が振り分けられて縮み、布100の反発力Fcを相殺する付勢力Fsを押さえ足8に付与する。
(Action effect)
As described above, the
そして、押さえ足8の下降量をエンコーダ87で検出し、布厚演算部92によって布100の厚さを演算する。布厚演算部92は、押さえ足8が布地を圧縮しながら尚も下降する最中の2つのタイミングにおける、ステッピングモータ82に対する指令パルス数とエンコーダ87の検出値に基づき演算する。
Then, the amount of descent of the
これにより、布の無負荷時の厚みを精度良く検知できる。そのため、適切な縫製条件が設定でき、縫製品質及び刺繍品質を高めることができる。尚、圧縮バネ81bが反発力Fcに対して高応答となるように、押さえ棒81を例えば引っ張りバネで吊り、引っ張りバネのバネ定数を圧縮バネ81bのバネ定数ksよりも若干小さい程度とするようにしてもよい。アクチュエータとしては、ステッピングモータ82に限らず、押さえ棒81を上下動させることが可能な公知の何れを適用しても良い。例えば、押さえ棒81を直接上下動させるリニアモータであってもよい。
Thereby, the thickness at the time of no load of cloth can be detected with sufficient accuracy. Therefore, appropriate sewing conditions can be set, and the quality of the sewing product and the quality of the embroidery can be improved. The
布厚演算部92は、押さえ上げレバー86の一定下降量と押さえ足8の下降量とに基づくバネ体の収縮量から、反発力Fcに等しい付勢力Fsを算出し、算出された付勢力Fsがゼロとなるタイミングでの押さえ足8の高さを算出し、算出された押さえ足8の高さを布100の厚さとした。
The cloth
例えば、押さえ足8の単位時間当たりの下降量が変化するタイミングを捉え、布100の無負荷時の厚みを検出することも理論的には可能であるが、布100の反発力Fcの小ささから、明確な変化点を見極めることは困難である。一方、このミシン1によれば、布100の反発力Fcの代わりに既知のバネ体の付勢力Fsを利用して布100の厚さを演算しているので、簡便且つ高精度である。
For example, it is theoretically possible to detect the thickness of the
また、布厚演算部92は、布100の厚みと押さえ足8の高さから所定タイミングの布100の縮みを算出し、バネ体の付勢力Fsと布Fcの縮みから布100の伸縮性kcを算出するようにした。これにより、布の無負荷時の厚みや伸縮性を精度良く検知できる。そのため、適切な縫製条件が設定でき、縫製品質及び刺繍品質を高めることができる。
Further, the cloth
(他の実施形態)
以上のように本発明の実施形態を説明したが、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。そして、この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
(Other embodiments)
Although the embodiments of the present invention have been described as above, various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. And this embodiment and its modification are included in the range and the gist of invention, and are included in the invention indicated to the claim, and its equivalent range.
例えば、布100の厚み及び伸縮性の検出のために、レーザ計測や画像判定の処理を併用するようにしてもよい。押さえ足8にレーザ計測器を取り付けておき、押さえ足8の布100への接近距離を計測することで、この押さえ足8の布100への接地を検知し、押さえ足8の高さから布100の厚みを判定する。また、押さえ足8と布100の位置関係を捉えるCCDカメラをミシン1に取り付けておき、押さえ足8の布100への接地を画像処理によって検知し、押さえ足8の高さから布100の厚みを判定する。
For example, in order to detect the thickness and stretchability of the
1 ミシン
2 針板
3 針
4 針棒
5 釜
6 ミシンモータ
61 上軸
62 クランク機構
63 下軸
64 歯車機構
65 プーリ
66 プーリ
67 歯付きベルト
8 押さえ足
81 押さえ棒
81a フランジ
81b 圧縮バネ
81c フランジ
82 ステッピングモータ
83 駆動歯車
84 二重歯車
85 カムディスク
85a カム溝
86 押え上げレバー
86a 従動突起
87 エンコーダ
87a 発光ダイオード
87b フォトトランジスタ
87c 長尺リニアスケール
9 コンピュータ
91 制御部
92 布厚演算部
100 布
200 上糸
300 下糸
1
Claims (3)
前記押さえ足を布地に対して昇降可能にする押さえ上げレバーと、
前記押さえ上げレバーを一定下降量で降下させて前記布地を圧縮させるアクチュエータと、
前記アクチュエータと前記押さえ足との間に介在し、前記押さえ上げレバーの一定下降量の下降によって縮み、前記布地の反発力を相殺する付勢力を前記押さえ足に付与するバネ体と、
前記押さえ足の下降量を検出するエンコーダと、
前記押さえ足が前記布地を圧縮しながら尚も下降する過程の2つのタイミングにおける、前記エンコーダが検出する前記下降量に基づき、前記布地の厚さを演算する演算部と、
を備え、
前記演算部は、
前記押さえ上げレバーの前記一定下降量と前記押さえ足の前記下降量とに基づく前記バネ体の収縮量から、前記反発力に等しい前記付勢力を算出し、
算出された前記付勢力がゼロとなるタイミングでの前記押さえ足の高さを算出し、
算出された前記押さえ足の高さを前記布地の厚さとし、
前記押さえ足の初期高さDo、前記バネ体のバネ定数をks、2つのタイミングt1、t2における前記押さえ足の下降量dc(t1)、dc(t2)、及び2つのタイミングt1、t2における前記押さえ上げレバーの振り下げ量do(t1)、do(t2)とに基づき、以下式からAとLoを未知数とする2式の連立方程式を生成して解き、前記布地の厚みLoを求めること、
(Do−dc(t))=A×[ks×(do(t)−dc(t))]+Lo
を特徴とするミシン。 A presser foot attached to a lower end of a presser bar supported vertically movably on a sewing machine frame and pressing a fabric to be sewn;
A press-up lever that allows the presser foot to move up and down with respect to the fabric;
An actuator that compresses the fabric by lowering the press-up lever by a constant lowering amount;
A spring body interposed between the actuator and the presser foot, which is contracted by the downward movement of the presser lever to apply a biasing force to the presser foot to offset the repulsive force of the fabric;
An encoder for detecting the amount of descent of the presser foot;
A computing unit that computes the thickness of the fabric based on the amount of descent detected by the encoder at two timings in which the presser foot compresses the fabric and at the same time descents;
Bei to give a,
The arithmetic unit is
The biasing force equal to the repulsive force is calculated from the contraction amount of the spring body based on the constant lowering amount of the presser lifting lever and the lowering amount of the presser foot,
Calculate the height of the presser foot at the timing when the calculated urging force becomes zero,
The calculated height of the presser foot is the thickness of the fabric,
The initial height Do of the presser foot, the spring constant of the spring body as ks, and the descent amounts dc (t1) and dc (t2) of the presser foot at two timings t1 and t2, and the two at the two timings t1 and t2. Based on the swing amount do (t1) and do (t2) of the presser lever, two simultaneous equations in which A and Lo are unknowns are generated and solved from the following equation to obtain the thickness Lo of the fabric,
(Do−dc (t)) = A × [ks × (do (t) −dc (t))] + Lo
A sewing machine characterized by
前記布地の厚みと前記押さえ足の高さから所定タイミングの前記布地の縮みを算出し、
前記バネ体の前記付勢力と前記布地の縮みから前記布地の伸縮性を算出すること、
を特徴とする請求項1記載のミシン。 The arithmetic unit is
Calculate the shrinkage of the fabric at a predetermined timing from the thickness of the fabric and the height of the presser foot,
Calculating the stretchability of the fabric from the biasing force of the spring body and the shrinkage of the fabric;
Claim 1 Symbol placement of the sewing machine characterized by.
を特徴とする請求項2記載のミシン。
A control unit for changing sewing conditions based on at least one of the thickness and stretchability of the fabric;
The sewing machine according to claim 2, wherein:
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